余海波

(武漢市農(nóng)業(yè)學(xué)校，湖北武漢430043)

畜禽養(yǎng)殖立體污染的形成原因與防治對策

余海波

(武漢市農(nóng)業(yè)學(xué)校，湖北武漢430043)

畜禽養(yǎng)殖立體污染是指畜禽糞便等廢棄物處理及利用不當(dāng)，造成生態(tài)系統(tǒng)中大氣—水體—土壤—生物各界面產(chǎn)生有害的物質(zhì)，其數(shù)量達(dá)到或超出環(huán)境承載力，從而直接(或間接)地改變生態(tài)環(huán)境正常狀態(tài)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量不同程度的受損。其過程主要是通過各界面間(或界面內(nèi))污染物相互轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、累積或復(fù)合，形成多維(多途徑)的、跨時空的、交叉或循環(huán)式污染現(xiàn)象。文章就畜禽養(yǎng)殖立體污染的形成原因進(jìn)行了概述，并提出了相應(yīng)的防治對策。

1 形成原因

1.1 超量畜禽排泄物造成的立體污染畜禽生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量糞便和尿液是造成立體污染主要原因。根據(jù)有關(guān)資料，飼養(yǎng)1頭豬、1頭牛每年所產(chǎn)生的糞尿、污水、臭氣的污染負(fù)荷，其人口當(dāng)量分別為8～10人、30～40人［1］;2006年，相關(guān)部門對北京市的調(diào)查結(jié)果表明﹕按畜禽產(chǎn)污系數(shù)［糞便以生豬2 kg/(頭·天)、肉牛20 kg/(頭·天)、奶牛25 kg/(頭·天)、羊2 kg/(頭·天)、蛋雞0.15 kg/(羽·天)、肉雞0.12 kg/(羽·天)］估算，養(yǎng)殖業(yè)年糞漿排放量超過1 200萬t，大大超過了城市生活污水、工業(yè)廢水和固體廢棄物的總排放量［2］。

1.1.1 污染大氣:畜禽排泄物中產(chǎn)生的有害氣體以及粉塵等會污染大氣，畜禽排泄物腐爛發(fā)酵會產(chǎn)生硫化氫、氨氣、胺、硫醇、苯酚、揮發(fā)性有機(jī)酸以及吲哚、糞臭素、乙醇、乙醛等上百種有毒有害物質(zhì)。年出欄5 000頭的豬場每天通過糞便向空氣排放的氨氣達(dá)6.7 kg以上，飼料粉塵近20 kg［3］;產(chǎn)生的惡臭既影響人畜健康，又孳生蚊蠅，導(dǎo)致養(yǎng)殖場內(nèi)外環(huán)境的空氣質(zhì)量惡化。

1.1.2 污染水體:畜禽排泄物進(jìn)入水體一般通過如下2種途徑:一是在畜禽生產(chǎn)中直接排放進(jìn)入水環(huán)境;二是在堆放儲存過程中因降雨和其他原因，溢流的糞尿污水經(jīng)地表徑流和土壤滲濾進(jìn)入地表水體、地下水層，造成水體污染。糞尿中氮、磷等營養(yǎng)物可促使水體富營養(yǎng)化，或使地下水中的硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮濃度增高，水體中藻類等生物大量繁殖，導(dǎo)致水體變黑發(fā)臭，水質(zhì)下降;大量施用糞肥也會導(dǎo)致水質(zhì)下降，相關(guān)研究表明:施用液態(tài)糞肥超出播撒糞肥對水質(zhì)的影響。1999年，上海市郊區(qū)1 600多個規(guī)?；笄輬鋈昙S尿排放量為740多萬t，其流失污染地表水的現(xiàn)象已成為最大的有機(jī)污染源，這是雖對大部分工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行了有效處理，但水質(zhì)卻未得到有效改善的重要原因之一［4］。

1.1.3污染土壤:我國畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的氮、磷量已達(dá)到1 721 kg(N)/hm2和639 kg(P2O5)/hm2，大大超過歐美發(fā)達(dá)國家規(guī)定的農(nóng)田可承載畜禽糞便的最大負(fù)荷量150 kg(N)/hm2［5］;畜禽排泄物中的主要成分為含氮化合物、鈣、磷、可溶無氨物、粗纖維、其他微量元素及某些藥物，磷、銅、鋅及其他微量元素、藥物在土壤中富積，能導(dǎo)致作物減產(chǎn)，影響人體健康;畜禽排放的糞尿?yàn)楦邼舛鹊挠袡C(jī)廢水(BOD高達(dá)10 000 mg/kg)，若直接排入土壤中，將與土壤中的動植物爭奪氧氣，影響動植物生長。

1.2 濫用飼料添加劑帶來的立體污染

1.2.1 濫用抗生素及激素等飼料添加劑:一些畜禽養(yǎng)殖企業(yè)與飼料生產(chǎn)廠家為了預(yù)防和治療某些畜禽疾病(如球蟲病、蛔蟲病等)，在飼料中長期或超標(biāo)使用各種抗菌(蟲)藥物，或以促進(jìn)畜禽生長發(fā)育為目的，長期或超標(biāo)濫用促生長激素和一些違禁化學(xué)合成藥物(如鹽酸克倫特羅等)，造成嚴(yán)重后果。

1.2.1.1 污染環(huán)境:動物用藥后，獸藥常以藥物原形或代謝產(chǎn)物的形式隨糞尿等排出，直接污染土壤、水體、飼料、植物(包括飼草)及動物的生活環(huán)境，造成獸藥在生態(tài)環(huán)境中蓄積或殘留，并通過食物鏈重新進(jìn)入動物體內(nèi)，造成動物性食品的污染與殘留。人或動物食入動物性食品后，又可通過排泄物將獸藥殘留和耐藥菌株等釋放到環(huán)境中，再次危害動物、植物及微生物，形成惡性循環(huán)鏈，最終危害人類身體健康。

1.2.1.2 畜禽產(chǎn)品獸藥殘留超標(biāo):畜禽產(chǎn)品質(zhì)量好壞直接影響人民的健康。對畜禽產(chǎn)品質(zhì)量和人體影響較大的獸藥及違禁藥品主要有抗生素(青霉素類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類等)、合成抗菌藥物(磺胺類、呋喃唑酮、喹乙醇等)、激素類(乙烯雌酚、雌二醇、腎上腺皮質(zhì)激素等)、安定藥類(安眠酮等)、驅(qū)蟲藥(敵百蟲、伊維菌素等)和β－興奮劑(鹽酸克倫特羅等)。不合理使用、濫用或違法使用造成的危害非常嚴(yán)重，重則發(fā)生食物中毒(如“瘦肉精”中毒事件)，輕則引發(fā)藥物毒副作用(如長期食入殘留有磺胺藥物的畜禽產(chǎn)品，可致再生障礙性貧血;紅霉素易誘發(fā)肝臟損害;鏈霉素主要損害前庭和耳蝸神經(jīng);性激素引起兒童早熟;苯丙咪唑類藥物具有明顯的致畸作用和潛在的致癌、致突變效應(yīng);飼料長期亞治療劑量添加抗生素，易誘導(dǎo)耐藥菌株;大量長期連續(xù)使用能引起畜禽內(nèi)源性感染和二重感染等)。此外，抗生素等藥物殘留超標(biāo)也嚴(yán)重制約了我國的畜禽產(chǎn)品出口，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。

1.2.2 濫用微量元素飼料添加劑:微量元素在畜禽養(yǎng)殖中起著十分重要的作用，無機(jī)礦物質(zhì)作為飼料添加劑在我國已被廣泛使用，但是使用高劑量微量元素可造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)、危及食品安全等危害。全國每年使用的微量元素添加劑為15～18萬t，但其生物效價低，大約有10萬t未被動物利用而隨糞便排出體外［6］;有機(jī)砷制劑很少在消化道被吸收，若飼料中添加阿散酸100 mg/kg，1個萬頭豬場每年可向環(huán)境中排放砷(類金屬)125 kg，若將這些排泄物施用在133.33 hm2土地上，在不到10年時間土壤所產(chǎn)的甘薯砷含量即超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，不能食用［7］;重金屬銅對水生生物毒性很大，在水中濃度為0.5 mg/kg時，能使35%～100%的原生淡水植物死亡［8］;水中鋅過高時，可影響水質(zhì)味道;使用高水平銅、鋅和錳的日糧中，天然生育酚的氧化速度提高，加快了飼料霉變酸敗，畜禽采食霉變飼料后可導(dǎo)致中毒，并在其產(chǎn)品中殘留霉菌毒素危害人體健康。

1.3 交易和加工過程中的立體污染農(nóng)牧區(qū)集市貿(mào)易(尤其是活畜禽市場交易)、販運(yùn)、種畜禽調(diào)運(yùn)、畜禽養(yǎng)殖場到肉品加工廠的運(yùn)輸?shù)?，會給動物防疫、檢疫帶來困難，甚至引發(fā)傳染病的流行。在畜禽產(chǎn)品加工過程中，若企業(yè)防疫防護(hù)設(shè)施水平較低、衛(wèi)生管理工作較差、加工操作不規(guī)范，肉制品則易受到染疫動物、不潔水源、加工設(shè)備、加工操作人員等造成的微生物污染。由沙門氏菌、大腸桿菌、志賀菌(痢疾桿菌)、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、空腸彎曲桿菌等致病菌污染導(dǎo)致的食品中毒事件時有發(fā)生。此外，畜禽屠宰加工過程中產(chǎn)生的大量廢水中含有大量病原微生物和有機(jī)污染物?；鹜饶c等產(chǎn)品包裝所用的塑料復(fù)合薄膜也對生活環(huán)境帶來污染，在貯藏時，還受到超標(biāo)防腐劑、著色劑、消毒劑等化合物的污染。

1.4 畜禽病原微生物的污染和危害畜禽在生產(chǎn)過程中易被病原微生物感染、繁衍、擴(kuò)增，這些病原微生物不僅污染大氣、水體、土壤，危害畜禽健康，一部分還能感染人類，造成嚴(yán)重的公共衛(wèi)生事件。

1.4.1 對大氣的污染:畜禽攜帶的病原微生物一般通過呼吸、皮屑、毛發(fā)和灰塵，或通過動物運(yùn)動使混有糞便的墊草揚(yáng)起，排往舍內(nèi)外環(huán)境的空氣中。測定結(jié)果顯示［9］，1個年出欄10 000頭的豬場每小時可向大氣排放約1.5億個菌體，距豬場80 m遠(yuǎn)的空氣中所含的細(xì)菌數(shù)量足以引起動物致病，少數(shù)病毒性病原體(如豬皰疹病毒、口蹄疫病毒等)可借助空氣傳播數(shù)千米。

1.4.2 對水體的污染:畜禽場所在地的污水中平均含大腸桿菌33萬個/mL和腸球菌69萬個/mL;畜禽場內(nèi)及周圍水體內(nèi)微生物的含量是其他良好水體的30倍以上;施用液態(tài)糞肥可在20分鐘到6小時之內(nèi)導(dǎo)致地下水質(zhì)下降，使用大量液態(tài)豬糞肥后地下排水道水體中細(xì)菌和營養(yǎng)物的輸送量明顯高于低施用量。

1.4.3 對土壤的污染:畜禽養(yǎng)殖場糞便無處理散發(fā)導(dǎo)致了土壤微生物污染，土壤中炭疽桿菌等的芽孢感染力可保持10年之久;鼠傷寒沙門氏桿菌污染濃度為8×106CFU/cm2時，平均存活時間為42～56天，而污染實(shí)驗(yàn)性草地時存活時間最長達(dá)11周;液體糞便造成環(huán)境污染的細(xì)菌數(shù)量驚人，在牛群暴發(fā)沙門氏桿菌可測得104～106CFU/mL，若未進(jìn)行消毒處理，則存在嚴(yán)重的傳染威脅［10］。

1.4.4 對人畜造成了危害及損失:病原微生物引發(fā)的動物疫病造成了生產(chǎn)性能下降、藥物消耗、飼料和人力浪費(fèi)。同時，由動物傳染給人的疾病也造成了嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，近年來發(fā)生的傳染性非典型肺炎(SARA)、高致病性禽流感、口蹄疫、瘋牛病、埃博拉等動物源性疾病對人類造成了嚴(yán)重威脅，也給畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生了巨大沖擊。

2 防治對策

2.1 加強(qiáng)立法工作，加大執(zhí)法力度2014—2015年，我國相繼頒布了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國食品安全法》和《水污染防治行動計劃》等法律法規(guī)，在國家層面上為我國畜禽養(yǎng)殖污染治理提供了法律依據(jù)。最新修訂版《環(huán)保法》、《水污染防治法》、《固體廢物污染環(huán)境防治法》等國家法律也將防治畜禽養(yǎng)殖污染列入專條加以重視。隨著國家法律、專項法規(guī)、技術(shù)規(guī)范體系的建立和完善，各級政府及職能部門組建1支高素質(zhì)的嚴(yán)格依法行政的執(zhí)法隊伍至關(guān)重要，尤其對產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入品、疫病防制、飼養(yǎng)管理、屠宰加工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行全程監(jiān)控，依法追究違法者的法律責(zé)任。借鑒國外發(fā)達(dá)國家立法經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國國情，是畜禽養(yǎng)殖污染防治減量化、資源化、無害化、生態(tài)化、產(chǎn)業(yè)化的重要保障。2.2提供技術(shù)支撐，增加科技投入

2.2.1 加強(qiáng)環(huán)境本底調(diào)研﹕環(huán)境本底調(diào)研不足是影響我國畜禽養(yǎng)殖立體污染防治的首要問題。應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境本底調(diào)研，在此基礎(chǔ)上建立監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)。建議選擇污染較為嚴(yán)重的代表性區(qū)域，組建國家級立體污染長期定位監(jiān)測基地，以此為骨架，構(gòu)建全國定位監(jiān)測網(wǎng)及信息資源共享數(shù)據(jù)庫，形成定期發(fā)布污染報告的能力。

2.2.2 提高破解相關(guān)重大基礎(chǔ)與理論問題的能力:首先要探明畜禽養(yǎng)殖立體污染物的種類、來源、數(shù)量、分布、污染特征以及對生態(tài)系統(tǒng)的危害與環(huán)境容量等。其次是開展立體污染機(jī)理與循環(huán)鏈的生態(tài)學(xué)研究，如糞便、污水、重金屬、殘留藥物等在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化、遷移與富集規(guī)律，污染物相互作用規(guī)律等。再針對污染物的演變特征、成災(zāi)條件與機(jī)理，研究氣候等自然條件變化、生產(chǎn)方式、加工過程等對立體污染的影響，構(gòu)建主要污染物成災(zāi)過程的系統(tǒng)動力學(xué)模型。最終根據(jù)污染物在其生態(tài)循環(huán)鏈中大氣—水體—土壤—生物各界面的形態(tài)變化，提出調(diào)控污染物形態(tài)以保障生物體安全的途徑。

2.2.3 加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)集成與攻關(guān)研究:一要借鑒國外先進(jìn)的質(zhì)量管理體系，如“良好農(nóng)業(yè)規(guī)范”(GAP)、“良好獸醫(yī)規(guī)范”(GVP)、“良好生產(chǎn)規(guī)范”(GMP)和“危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)分析”(HACCP)等，形成我國畜禽養(yǎng)殖無害化生產(chǎn)或減量排放的新型生產(chǎn)技術(shù)體系;二要從資源高效利用與循環(huán)利用的角度出發(fā)，做好畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用和無害化處理的科學(xué)技術(shù)研究和設(shè)施研發(fā)，重點(diǎn)針對糞便、污水、病尸等污染物，開展處理技術(shù)、多級利用和資源化技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)整合研究，研發(fā)更先進(jìn)的畜禽糞便、污水與雨水分流設(shè)施，畜禽糞便、污水的貯存設(shè)施，糞污厭氧消化和堆漚、有機(jī)肥加工、制取沼氣、沼渣沼液分離和輸送、污水處理、畜禽尸體處理等綜合利用和無害化處理設(shè)施;三要研發(fā)使用生物菌劑、臭氣吸附劑、新型空氣清潔劑、廢棄物資源化造粒劑、環(huán)保飼料等新產(chǎn)品，開展科學(xué)的工藝試驗(yàn)與基地示范，為其產(chǎn)業(yè)化提供基礎(chǔ)。

2.2.4 明確治理思路﹕針對我國畜禽養(yǎng)殖立體污染特征，科學(xué)布點(diǎn)、動態(tài)監(jiān)測，沿著“監(jiān)測評價—技術(shù)集成—基地示范—輻射推廣”的序列，分步實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)。在技術(shù)路線上，采用源頭阻斷、過程調(diào)控和末端治理的綜合治理路線。在方法體系方面，需遵循生態(tài)學(xué)、資源環(huán)境學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與法學(xué)等學(xué)科的原理與方法，應(yīng)用系統(tǒng)的理論和技術(shù)體系，從基礎(chǔ)科學(xué)需求、核心技術(shù)支撐和政策、法規(guī)管理保障等三大層面出發(fā)，樹立“整體—協(xié)調(diào)—循環(huán)—再生”的生態(tài)理念，進(jìn)行綜合防治。

2.2.5 提高科技轉(zhuǎn)化及精準(zhǔn)投入:各級政府應(yīng)加大環(huán)保扶持和科技轉(zhuǎn)化力度，精選項目，精準(zhǔn)投入;企業(yè)應(yīng)采取一定的投融資策略，增強(qiáng)“造血”功能和可持續(xù)發(fā)展能力，自覺運(yùn)用環(huán)保新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，降低環(huán)境污染水平。

2.3 提高環(huán)保意識，形成防治合力隨著人民生活水平日益提高和國際貿(mào)易的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖帶來的立體污染、畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全、動物源性疾病等問題已成為當(dāng)前亟待解決的主要任務(wù)。唯有提高全民環(huán)保意識，形成宣傳教育、行政監(jiān)管、經(jīng)濟(jì)調(diào)控、法規(guī)制約、技術(shù)創(chuàng)新等五位合一的環(huán)境管理措施，才能更好地推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)立體污染的綜合防治工作。一要政府主管部門牽頭，組織有關(guān)人員開展相關(guān)法律的宣傳教育工作，使法律法規(guī)深入人心，成為人們的自覺行動;二要使用好行政審批權(quán)，應(yīng)強(qiáng)化源頭管理，尤其在區(qū)劃和土地利用方面嚴(yán)格把關(guān)，在畜禽新建、改建、擴(kuò)建場的規(guī)劃建設(shè)中要求“三同時”，即防污設(shè)施與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn);三要合理分配經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼項目，引導(dǎo)優(yōu)惠政策重點(diǎn)傾向解決畜禽養(yǎng)殖污染問題;四要按照最新《環(huán)保法》等法律法規(guī)依法治污，嚴(yán)罰與追責(zé)并重;五要技術(shù)創(chuàng)新，篩選和探索符合中國國情和當(dāng)?shù)貙?shí)際的畜禽污染物處理和利用方法。

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